JP7198041B2 - battery - Google Patents

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Description

本発明は、電池に関する。 The present invention relates to batteries.

電池の一種として、二次電池、特に、非水電解質二次電池が開発されている。非水電解質二次電池は、正極、負極及びセパレータを含んでいる。セパレータは、正極及び負極の間に位置している。 As one type of battery, a secondary battery, particularly a non-aqueous electrolyte secondary battery, has been developed. A nonaqueous electrolyte secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator. A separator is positioned between the positive and negative electrodes.

特許文献1には、セパレータの一例について記載されている。セパレータは、ポリエチレン微多孔膜及びポリエチレン微多孔膜の両面上の耐熱性多孔質層を含んでいる。耐熱性多孔質層は、ポリメタフェニレンイソフタルアミド及び水酸化アルミニウムからなる無機フィラーを含んでいる。 Patent Literature 1 describes an example of a separator. The separator comprises a polyethylene microporous membrane and heat resistant porous layers on both sides of the polyethylene microporous membrane. The heat-resistant porous layer contains an inorganic filler consisting of polymetaphenylene isophthalamide and aluminum hydroxide.

特許文献2には、セパレータの一例について記載されている。セパレータは、ポリエチレン微多孔膜及びポリエチレン微多孔膜の両面上の多孔質層を含んでいる。多孔質層は、メタ型全芳香族ポリアミド及びα-アルミナからなる無機フィラーを含んでいる。 Patent Literature 2 describes an example of a separator. The separator includes a polyethylene microporous membrane and porous layers on both sides of the polyethylene microporous membrane. The porous layer contains an inorganic filler composed of meta-type wholly aromatic polyamide and α-alumina.

特許文献3及び4には、セパレータの一例について記載されている。セパレータは、ポリエチレン多孔質フィルム及びポリエチレン多孔質フィルム上の耐熱多孔層を含んでいる。耐熱多孔層は、液晶ポリエステル及びアルミナ粒子を含んでいる。 Patent Documents 3 and 4 describe examples of separators. The separator includes a polyethylene porous film and a heat resistant porous layer on the polyethylene porous film. The heat resistant porous layer contains liquid crystalline polyester and alumina particles.

特許文献5には、電池の圧壊試験の耐性を向上させることについて記載されている。特許文献5では、圧壊試験の耐性を向上させるため、正極の引張伸び率、負極の引張伸び率及びセパレータの引張伸び率を特定している。 Patent Document 5 describes improving the resistance of a battery to a crushing test. Patent Document 5 specifies the tensile elongation of the positive electrode, the negative electrode, and the separator in order to improve the resistance to the crushing test.

特開2009-231281号公報JP 2009-231281 A 特開2010-160939号公報JP 2010-160939 A 特開2008-311221号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-311221 特開2008-307893号公報JP 2008-307893 A 特開2010-165664号公報JP 2010-165664 A

本発明者は、電池において、高レート及び高安全性の両立が困難な場合があることを見出した。具体的には、本発明者は、高レートのため電極(例えば、正極又は負極)の活物質層の厚さを薄くすると、電池の釘刺し試験の耐性(つまり、安全性)が低下し得ることを見出した。 The inventors have found that it is sometimes difficult to achieve both high rate and high safety in batteries. Specifically, the inventors have found that reducing the thickness of the active material layer of the electrode (e.g., positive electrode or negative electrode) for high rates can reduce the nail penetration test resistance (i.e., safety) of the battery. I found out.

本発明の目的の一例は、高レート及び高安全性を両立させることにある。本発明の他の目的は、本明細書の開示から明らかになるであろう。 One example of the object of the present invention is to achieve both high rate and high safety. Other objects of the present invention will become apparent from the disclosure herein.

本発明の一態様によれば、
正極又は負極として機能可能な電極と、
基材と、絶縁層と、を含むセパレータと、
を含み、
前記電極は、第1面及び前記第1面の反対側の第2面を有する集電体と、前記集電体の前記第1面上に位置し、60μm以下の厚さを有する活物質層と、を含み、
前記基材の厚さに対する前記絶縁層の厚さの比が1.50以上3.00以下である、電池が提供される。
According to one aspect of the invention,
an electrode capable of functioning as a positive electrode or a negative electrode;
a separator including a base material and an insulating layer;
including
The electrode comprises a current collector having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and an active material layer positioned on the first surface of the current collector and having a thickness of 60 μm or less. and including
A battery is provided in which the ratio of the thickness of the insulating layer to the thickness of the base is 1.50 or more and 3.00 or less.

本発明の上述した一態様によれば、高レート及び高安全性を両立させることができる。 According to the above aspect of the present invention, both high rate and high safety can be achieved.

実施形態に係る電池の上面図である。1 is a top view of a battery according to an embodiment; FIG. 図1のA-A´断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA′ of FIG. 1; 図2の一部分を拡大した図である。3 is an enlarged view of a portion of FIG. 2; FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in all the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.

図1は、実施形態に係る電池10の上面図である。図2は、図1のA-A´断面図である。図3は、図2の一部分を拡大した図である。図2では、説明のため、図1に示した外装材400を示していない。 FIG. 1 is a top view of a battery 10 according to an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA' of FIG. FIG. 3 is an enlarged view of a portion of FIG. 2 does not show the exterior material 400 shown in FIG. 1 for the sake of explanation.

図3を用いて、電池10の概要を説明する。電池10は、正極100、負極200及びセパレータ300を含んでいる。セパレータ300は、基材310及び絶縁層320を含んでいる。図3に示す例では、絶縁層320は、基材310の両面(第1面312及び第2面314)上にある。正極100は、集電体110、活物質層122及び活物質層124を含んでいる。集電体110は、第1面112及び第2面114を有している。第2面114は、第1面112の反対側にある。活物質層122及び活物質層124は、それぞれ、集電体110の第1面112上及び第2面114上に位置している。負極200は、集電体210、活物質層222及び活物質層224を含んでいる。集電体210は、第1面212及び第2面214を有している。第2面214は、第1面212の反対側にある。活物質層222及び活物質層224は、それぞれ、集電体210の第1面212上及び第2面214上に位置している。活物質層122、活物質層124、活物質層222及び活物質層224のそれぞれは、60μm以下の厚さを有している。基材310の厚さに対する絶縁層320の厚さ(図3に示す例では、基材310の第1面312上の絶縁層320(絶縁層322)の厚さ及び基材310の第2面314上の絶縁層320(絶縁層324)の厚さの合計)の比は、1.50以上3.00以下となっている。 An outline of the battery 10 will be described with reference to FIG. Battery 10 includes positive electrode 100 , negative electrode 200 and separator 300 . Separator 300 includes substrate 310 and insulating layer 320 . In the example shown in FIG. 3 , insulating layer 320 is on both sides (first side 312 and second side 314 ) of substrate 310 . Positive electrode 100 includes current collector 110 , active material layer 122 and active material layer 124 . Current collector 110 has a first surface 112 and a second surface 114 . The second side 114 is opposite the first side 112 . Active material layer 122 and active material layer 124 are located on first surface 112 and second surface 114 of current collector 110, respectively. Negative electrode 200 includes current collector 210 , active material layer 222 and active material layer 224 . Current collector 210 has a first surface 212 and a second surface 214 . The second side 214 is opposite the first side 212 . Active material layer 222 and active material layer 224 are located on first surface 212 and second surface 214 of current collector 210, respectively. Each of active material layer 122, active material layer 124, active material layer 222, and active material layer 224 has a thickness of 60 μm or less. The thickness of the insulating layer 320 with respect to the thickness of the base material 310 (in the example shown in FIG. 3, the thickness of the insulating layer 320 (insulating layer 322) on the first surface 312 of the base material 310 and the thickness of the second surface The ratio of the insulating layer 320 (total thickness of the insulating layer 324) on 314 is 1.50 or more and 3.00 or less.

上述した構成によれば、高レート及び高安全性を両立させることができる。具体的には、上述した構成においては、各電極(正極100又は負極200)の各活物質層(活物質層122、活物質層124、活物質層222又は活物質層224)は、高レートのため、上述したように薄くなっている。詳細には、活物質層の両面(集電体側の面及び反対側の面)間の距離が短いほど、活物質層の両面間の電気抵抗が小さくなり、これによって一定電圧下において活物質層の両面間に大電流を流すことができる。本発明者は、活物質層の厚さが薄いと、活物質層の両面間の低抵抗によって釘刺し試験耐性(すなわち、安全性)が低下する場合があることを見出した。本発明者は、釘刺し試験耐性を向上させるための構造を検討し、その結果、基材310の厚さに対する絶縁層320の厚さの比に着目し、この比が上述した範囲にある場合に釘刺し試験耐性が向上することを見出した。 According to the configuration described above, it is possible to achieve both a high rate and high safety. Specifically, in the configuration described above, each active material layer (active material layer 122, active material layer 124, active material layer 222, or active material layer 224) of each electrode (positive electrode 100 or negative electrode 200) has a high rate of Therefore, it is thin as described above. Specifically, the shorter the distance between the two surfaces of the active material layer (the surface on the side of the current collector and the surface on the opposite side), the smaller the electrical resistance between the two surfaces of the active material layer. A large current can flow between both sides of the The inventors have found that when the thickness of the active material layer is thin, the resistance to the nail penetration test (that is, safety) may decrease due to the low resistance between the two surfaces of the active material layer. The present inventors studied a structure for improving the nail penetration test resistance, and as a result, focused on the ratio of the thickness of the insulating layer 320 to the thickness of the base material 310, and when this ratio is within the range described above, It was found that the nail penetration test resistance was improved.

図3に示す例では、絶縁層320は、基材310の両面(第1面312及び第2面314)上にある。他の例において、絶縁層320は、基材310の両面(第1面312及び第2面314)のうちの一方のみにあってもよい。この例においても、基材310の厚さに対する絶縁層320の厚さの比は、1.50以上3.00以下とすることができる。 In the example shown in FIG. 3 , insulating layer 320 is on both sides (first side 312 and second side 314 ) of substrate 310 . In other examples, insulating layer 320 may be on only one of the two sides (first side 312 and second side 314 ) of substrate 310 . Also in this example, the ratio of the thickness of the insulating layer 320 to the thickness of the base material 310 can be 1.50 or more and 3.00 or less.

図1を用いて、電池10の詳細を説明する。 Details of the battery 10 will be described with reference to FIG.

電池10は、第1リード130、第2リード230及び外装材400を含んでいる。 Battery 10 includes a first lead 130 , a second lead 230 and a sheath 400 .

第1リード130は、図2に示す正極100に電気的に接続されている。第1リード130は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成させてもよい。 The first lead 130 is electrically connected to the positive electrode 100 shown in FIG. The first lead 130 may be made of aluminum or an aluminum alloy, for example.

第2リード230は、図2に示す負極200に電気的に接続されている。第2リード230は、例えば、銅若しくは銅合金又はそれらにニッケルメッキを施したもので形成させてもよい。 The second lead 230 is electrically connected to the negative electrode 200 shown in FIG. The second lead 230 may be made of, for example, copper, a copper alloy, or nickel-plated material.

図1に示す例において、外装材400は、4辺を有する矩形形状を有している。図1に示す例において、第1リード130及び第2リード230は、外装材400の4辺のうちの共通の1辺から突出している。他の例において、第1リード130及び第2リード230は、外装材400の4辺のうちの異なる辺(例えば、互いに反対側の辺)から突出していてもよい。 In the example shown in FIG. 1, the exterior material 400 has a rectangular shape with four sides. In the example shown in FIG. 1 , the first lead 130 and the second lead 230 protrude from one common side of the four sides of the exterior material 400 . In another example, the first lead 130 and the second lead 230 may protrude from different sides (for example, sides opposite to each other) among the four sides of the exterior material 400 .

外装材400は、図2に示す積層体12を電解液(不図示)とともに収容している。 The exterior material 400 accommodates the laminate 12 shown in FIG. 2 together with an electrolytic solution (not shown).

外装材400は、例えば、熱融着性樹脂層及びバリア層を含み、例えば、熱融着性樹脂層及びバリア層を含む積層フィルムにしてもよい。 The exterior material 400 includes, for example, a heat-fusible resin layer and a barrier layer, and may be a laminated film including, for example, a heat-fusible resin layer and a barrier layer.

熱融着性樹脂層を形成する樹脂材料は、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PET)等にしてもよい。熱融着性樹脂層の厚さは、例えば、20μm以上200μm以下、好ましくは30μm以上150μm以下、より好ましくは50μm以上100μm以下である。 The resin material forming the heat-fusible resin layer may be, for example, polyethylene (PE), polypropylene, nylon, polyethylene terephthalate (PET), or the like. The thickness of the heat-fusible resin layer is, for example, 20 μm or more and 200 μm or less, preferably 30 μm or more and 150 μm or less, more preferably 50 μm or more and 100 μm or less.

バリア層は、例えば、電解液の漏出又は外部からの水分の侵入防止といったバリア性を有しており、例えば、ステンレス(SUS)箔、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔、チタン箔等の金属により形成されたバリア層にしてもよい。バリア層の厚さは、例えば、10μm以上100μm以下、好ましくは20μm以上80μm以下、より好ましくは30μm以上50μm以下である。 The barrier layer has, for example, a barrier property such as prevention of leakage of an electrolytic solution or entry of moisture from the outside. It may be a barrier layer formed by The thickness of the barrier layer is, for example, 10 μm or more and 100 μm or less, preferably 20 μm or more and 80 μm or less, more preferably 30 μm or more and 50 μm or less.

積層フィルムの熱融着性樹脂層は、1層であってもよいし、又は2層以上であってもよい。同様にして、積層フィルムのバリア層は、1層であってもよいし、又は2層以上であってもよい。 The heat-fusible resin layer of the laminated film may be one layer, or two or more layers. Similarly, the barrier layer of the laminated film may be one layer, or two or more layers.

電解液は、例えば、非水電解液である。この非水電解液は、リチウム塩及びリチウム塩を溶解する溶媒を含んでいてもよい。 The electrolytic solution is, for example, a non-aqueous electrolytic solution. This non-aqueous electrolyte may contain a lithium salt and a solvent that dissolves the lithium salt.

リチウム塩は、例えば、LiClO、LiBF、LiPF、LiCFSO、LiCFCO、LiAsF、LiSbF、LiB10Cl10、LiAlCl、LiCl、LiBr、LiB(C、CFSOLi、CHSOLi、LiCSO、Li(CFSON、低級脂肪酸カルボン酸リチウム等にしてもよい。 Lithium salts are, for example, LiClO4, LiBF4 , LiPF6 , LiCF3SO3 , LiCF3CO2 , LiAsF6 , LiSbF6 , LiB10Cl10 , LiAlCl4 , LiCl, LiBr , LiB ( C2H5 ) 4 , CF 3 SO 3 Li, CH 3 SO 3 Li, LiC 4 F 9 SO 3 , Li(CF 3 SO 2 ) 2 N, lithium lower fatty acid carboxylate, and the like.

リチウム塩を溶解する溶媒は、例えば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート(MEC)、ビニレンカーボネート(VC)等のカーボネート類;γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等のラクトン類;トリメトキシメタン、1,2-ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン等のエーテル類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;1,3-ジオキソラン、4-メチル-1,3-ジオキソラン等のオキソラン類;アセトニトリル、ニトロメタン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド等の含窒素溶媒;ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等の有機酸エステル類;リン酸トリエステルやジグライム類;トリグライム類;スルホラン、メチルスルホラン等のスルホラン類;3-メチル-2-オキサゾリジノン等のオキサゾリジノン類;1,3-プロパンスルトン、1,4-ブタンスルトン、ナフタスルトン等のスルトン類等にしてもよい。これらの物質は、単独で使用されてもよいし、又は組み合わせて使用されてもよい。 Solvents that dissolve lithium salts include, for example, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), diethyl carbonate (DEC), and methyl ethyl carbonate. carbonates such as (MEC) and vinylene carbonate (VC); lactones such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone; ethers such as trimethoxymethane, 1,2-dimethoxyethane, diethyl ether, tetrahydrofuran, and 2-methyltetrahydrofuran sulfoxides such as dimethylsulfoxide; oxolanes such as 1,3-dioxolane and 4-methyl-1,3-dioxolane; nitrogen-containing solvents such as acetonitrile, nitromethane, formamide, dimethylformamide; methyl formate, methyl acetate, acetic acid Organic acid esters such as ethyl, butyl acetate, methyl propionate, and ethyl propionate; phosphate triesters and diglymes; triglymes; sulfolane such as sulfolane and methylsulfolane; sultones such as 1,3-propanesultone, 1,4-butanesultone and naphthsultone may be used. These substances may be used alone or in combination.

図2を用いて、積層体12の詳細を説明する。 Details of the laminate 12 will be described with reference to FIG.

積層体12は、複数の正極100、複数の負極200及びセパレータ300を含んでいる。複数の正極100及び複数の負極200は、交互に積層されている。図2に示す例では、セパレータ300は、隣り合う正極100及び負極200の間にセパレータ300の一部分が位置するように、つづら折りに折り返されている。他の例において、互いに離間した複数のセパレータ300が、隣り合う正極100及び負極200の間に位置していてもよい。 The laminate 12 includes multiple positive electrodes 100 , multiple negative electrodes 200 and separators 300 . The plurality of positive electrodes 100 and the plurality of negative electrodes 200 are alternately stacked. In the example shown in FIG. 2, the separator 300 is folded back in a zigzag manner so that a portion of the separator 300 is positioned between the adjacent positive electrode 100 and negative electrode 200 . In another example, a plurality of separators 300 spaced apart from each other may be positioned between adjacent positive electrodes 100 and negative electrodes 200 .

図3を用いて、正極100、負極200及びセパレータ300のそれぞれの詳細を説明する。 Details of each of the positive electrode 100, the negative electrode 200, and the separator 300 will be described with reference to FIG.

正極100は、集電体110及び活物質層120(活物質層122及び活物質層124)を含んでいる。集電体110は、第1面112及び第2面114を有している。第2面114は、第1面112の反対側にある。活物質層122は、集電体110の第1面112上にある。活物質層124は、集電体110の第2面114上にある。 The positive electrode 100 includes a current collector 110 and an active material layer 120 (an active material layer 122 and an active material layer 124). Current collector 110 has a first surface 112 and a second surface 114 . The second side 114 is opposite the first side 112 . The active material layer 122 is on the first surface 112 of the current collector 110 . The active material layer 124 is on the second surface 114 of the current collector 110 .

集電体110は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、チタン又はこれらの合金で形成させてもよい。集電体110の形状は、例えば、箔、平板又はメッシュにしてもよい。 Current collector 110 may be formed of, for example, aluminum, stainless steel, nickel, titanium, or alloys thereof. The shape of the current collector 110 may be, for example, foil, flat plate, or mesh.

活物質層120(活物質層122及び活物質層124)は、活物質、バインダー樹脂及び導電助剤を含んでいる。 Active material layer 120 (active material layer 122 and active material layer 124) contains an active material, a binder resin, and a conductive aid.

活物質層120(活物質層122及び活物質層124)に含まれる活物質は、例えば、LiNi1-a(Mは、Co、Mn、Al、Na、Ba及びMgの中から選ばれる少なくとも一種以上の元素である。)(例えば、リチウム-ニッケル複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン複合酸化物、リチウム-ニッケル-アルミニウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-ナトリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-バリウム-複合酸化物、リチウム-ニッケル-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マンガン複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-アルミニウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-ナトリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-バリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-アルミニウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-ナトリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-バリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-アルミニウム-ナトリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-アルミニウム-バリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-アルミニウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-ナトリウム-バリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-ナトリウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-バリウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マンガン-アルミニウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マンガン-ナトリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マンガン-バリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マンガン-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-アルミニウム-ナトリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-アルミニウム-バリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-アルミニウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-ナトリウム-バリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-ナトリウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-バリウム-ナトリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-アルミニウム-ナトリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-アルミニウム-バリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-アルミニウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-ナトリウム-バリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-ナトリウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-バリウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-アルミニウム-ナトリウム-バリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-アルミニウム-ナトリウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-ナトリウム-バリウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マンガン-アルミニウム-ナトリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マンガン-アルミニウム-バリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マンガン-アルミニウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マンガン-ナトリウム-バリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マンガン-ナトリウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マンガン-バリウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-アルミニウム-ナトリウム-バリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-アルミニウム-ナトリウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-ナトリウム-ナリウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-アルミニウム-ナトリウム-バリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-アルミニウム-ナトリウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-ナトリウム-バリウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-アルミニウム-ナトリウム-バリウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マンガン-アルミニム-ナトリウム-バリウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マンガン-アルミニム-ナトリウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-アルミニム-ナトリウム-バリウム-マグネシウム複合酸化物、リチウム-ニッケル-コバルト-マンガン-アルミニム-ナトリウム-バリウム-マグネシウム複合酸化物)である。LiNi1-aの組成比aは、例えば電池10のエネルギー密度に応じて適宜決定することができる。電池10のエネルギー密度は、組成比aが大きい高くなる。組成比aは、例えば、a≧0.50、好ましくはa≧0.80である。他の例において、活物質層120(活物質層122及び活物質層124)に含まれる活物質は、リチウム-コバルト複合酸化物、リチウム-マンガン複合酸化物等のリチウム及び遷移金属の複合酸化物;TiS、FeS、MoS等の遷移金属硫化物;MnO、V、V13、TiO等の遷移金属酸化物、オリビン型リチウムリン酸化物等であってもよい。オリビン型リチウムリン酸化物は、例えば、Mn、Cr、Co、Cu、Ni、V、Mo、Ti、Zn、Al、Ga、Mg、B、Nb及びFeからなる群のうちの少なくとも1種の元素と、リチウムと、リンと、酸素とを含んでいる。これらの化合物は、その特性を向上させるために一部の元素を部分的に他の元素に置換したものであってもよい。これらの物質は、単独で使用されてもよいし、又は組み合わせて使用されてもよい。 The active material contained in the active material layer 120 (the active material layer 122 and the active material layer 124) is, for example, LiNi a M 1-a O 2 (M is selected from Co, Mn, Al, Na, Ba and Mg). At least one element selected.) (For example, lithium-nickel composite oxide, lithium-nickel-cobalt composite oxide, lithium-nickel-manganese composite oxide, lithium-nickel-aluminum composite oxide, lithium- nickel-sodium composite oxide, lithium-nickel-barium-composite oxide, lithium-nickel-magnesium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide, lithium-nickel-cobalt-aluminum composite oxide, lithium- Nickel-cobalt-sodium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-barium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-magnesium composite oxide, lithium-nickel-manganese-aluminum composite oxide, lithium-nickel-manganese-sodium composite oxide, lithium-nickel-manganese-barium composite oxide, lithium-nickel-manganese-magnesium composite oxide, lithium-nickel-aluminum-sodium composite oxide, lithium-nickel-aluminum-barium composite oxide, lithium-nickel - aluminum-magnesium composite oxide, lithium-nickel-sodium-barium composite oxide, lithium-nickel-sodium-magnesium composite oxide, lithium-nickel-barium-magnesium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-manganese-aluminum Composite oxide, lithium-nickel-cobalt-manganese-sodium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-manganese-barium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-manganese-magnesium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-aluminum - sodium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-aluminum-barium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-aluminum-magnesium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-sodium-barium composite oxide, lithium-nickel-cobalt - sodium-magnesium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-barium-sodium composite oxide, lithium-nickel-manganese-aluminum-sodium composite oxide , lithium-nickel-manganese-aluminum-barium composite oxide, lithium-nickel-manganese-aluminum-magnesium composite oxide, lithium-nickel-manganese-sodium-barium composite oxide, lithium-nickel-manganese-sodium-magnesium composite oxide, lithium-nickel-manganese-barium-magnesium composite oxide, lithium-nickel-aluminum-sodium-barium composite oxide, lithium-nickel-aluminum-sodium-magnesium composite oxide, lithium-nickel-sodium-barium- magnesium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-manganese-aluminum-sodium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-manganese-aluminum-barium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-manganese-aluminum-magnesium composite oxide, Lithium-nickel-cobalt-manganese-sodium-barium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-manganese-sodium-magnesium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-manganese-barium-magnesium composite oxide, lithium-nickel-cobalt -aluminum-sodium-barium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-aluminum-sodium-magnesium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-sodium-nalium-magnesium composite oxide, lithium-nickel-manganese-aluminum-sodium- barium composite oxide, lithium-nickel-manganese-aluminum-sodium-magnesium composite oxide, lithium-nickel-manganese-sodium-barium-magnesium composite oxide, lithium-nickel-aluminum-sodium-barium-magnesium composite oxide, Lithium-nickel-cobalt-manganese-aluminum-sodium-barium composite oxide, lithium-nickel-cobalt-manganese-aluminum-sodium-magnesium composite oxide, lithium-nickel-manganese-aluminum-sodium-barium-magnesium composite oxide , lithium-nickel-cobalt-manganese-aluminum-sodium-barium-magnesium composite oxide). The composition ratio a of LiNi a M 1-a O 2 can be appropriately determined according to the energy density of the battery 10, for example. The energy density of the battery 10 increases as the composition ratio a increases. The composition ratio a is, for example, a≧0.50, preferably a≧0.80. In another example, the active material contained in the active material layer 120 (the active material layer 122 and the active material layer 124) is a composite oxide of lithium and a transition metal such as a lithium-cobalt composite oxide and a lithium-manganese composite oxide. transition metal sulfides such as TiS2 , FeS and MoS2 ; transition metal oxides such as MnO , V2O5 , V6O13 and TiO2 ; The olivine-type lithium phosphate is, for example, at least one element selected from the group consisting of Mn, Cr, Co, Cu, Ni, V, Mo, Ti, Zn, Al, Ga, Mg, B, Nb and Fe. , lithium, phosphorus, and oxygen. These compounds may have some elements partially substituted with other elements in order to improve their properties. These substances may be used alone or in combination.

活物質層120(活物質層122及び活物質層124)に含まれる活物質の密度は、例えば、2.0g/cm以上4.0g/cm以下、好ましくは2.4g/cm以上3.8g/cm以下、より好ましくは2.8g/cm以上3.6g/cm以下である。 The density of the active material contained in the active material layer 120 (active material layer 122 and active material layer 124) is, for example, 2.0 g/cm 3 or more and 4.0 g/cm 3 or less, preferably 2.4 g/cm 3 or more. 3.8 g/cm 3 or less, more preferably 2.8 g/cm 3 or more and 3.6 g/cm 3 or less.

集電体110の両面(第1面112及び第2面114)のうちの一方の面上の活物質層(活物質層122又は活物質層124)の厚さは、例えば電池10のレートに応じて適宜決定することができる。電池10のレートは、当該厚さが薄いほど高くなる。当該厚さは、例えば、60μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは40μm以下である。 The thickness of the active material layer (active material layer 122 or active material layer 124) on one of both surfaces (first surface 112 and second surface 114) of current collector 110 may vary depending on the rate of battery 10, for example. can be determined as appropriate. The rate of the battery 10 increases as the thickness decreases. The thickness is, for example, 60 μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less.

集電体110の両面(第1面112及び第2面114)上の活物質層(活物質層122及び活物質層124)の厚さの合計は、例えば電池10のレートに応じて適宜決定することができる。電池10のレートは、当該厚さが薄いほど高くなる。当該厚さは、例えば、120μm以下、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下である。 The total thickness of the active material layers (active material layer 122 and active material layer 124) on both surfaces (first surface 112 and second surface 114) of current collector 110 is appropriately determined according to the rate of battery 10, for example. can do. The rate of the battery 10 increases as the thickness decreases. The thickness is, for example, 120 μm or less, preferably 100 μm or less, more preferably 80 μm or less.

活物質層120(活物質層122及び活物質層124)は、例えば次のようにして製造可能である。まず、活物質、バインダー樹脂及び導電助剤を有機溶媒中に分散させてスラリーを調製する。有機溶媒は、例えば、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)である。次いで、このスラリーを集電体110の第1面112上に塗布し、スラリーを乾燥させ、必要に応じてプレスを実施して、集電体110上に活物質層120(活物質層122)を形成する。活物質層124も同様にして形成可能である。 Active material layer 120 (active material layer 122 and active material layer 124) can be manufactured, for example, as follows. First, slurry is prepared by dispersing an active material, a binder resin, and a conductive aid in an organic solvent. An organic solvent is, for example, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). Next, this slurry is applied onto the first surface 112 of the current collector 110 , the slurry is dried and, if necessary, pressed to form the active material layer 120 (active material layer 122 ) on the current collector 110 . to form The active material layer 124 can also be formed in the same manner.

活物質層120(活物質層122及び活物質層124)に含まれるバインダー樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)又はポリフッ化ビニリデン(PVDF)である。 The binder resin contained in the active material layer 120 (active material layer 122 and active material layer 124) is, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) or polyvinylidene fluoride (PVDF).

活物質層120(活物質層122又は活物質層124)に含まれるバインダー樹脂の量は、適宜決定することができる。活物質層122は、活物質層122の総質量100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上10.0質量部以下、好ましくは0.5質量部以上5.0質量部以下、より好ましくは2.0質量部以上4.0質量部以下のバインダー樹脂を含んでいる。活物質層124についても同様である。 The amount of binder resin contained in active material layer 120 (active material layer 122 or active material layer 124) can be determined as appropriate. The active material layer 122 contains, for example, 0.1 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less, preferably 0.5 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the total mass of the active material layer 122. More preferably, it contains 2.0 parts by mass or more and 4.0 parts by mass or less of binder resin. The same applies to the active material layer 124 as well.

活物質層120(活物質層122及び活物質層124)に含まれる導電助剤は、例えば、カーボンブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、天然黒鉛、人工黒鉛、炭素繊維等である。黒鉛は、例えば、鱗片状黒鉛又は球状黒鉛であってもよい。これらの物質は、単独で使用されてもよいし、又は組み合わせて使用されてもよい。 The conductive aid contained in the active material layer 120 (active material layer 122 and active material layer 124) is, for example, carbon black, ketjen black, acetylene black, natural graphite, artificial graphite, carbon fiber, or the like. The graphite may be, for example, flake graphite or spherical graphite. These substances may be used alone or in combination.

活物質層120(活物質層122又は活物質層124)に含まれる導電助剤の量は、例えば電池10のサイクル特性に応じて適宜決定することができる。電池10のサイクル特性は、活物質層120の導電助剤の量が大きいほど向上する。活物質層122は、活物質層120の総質量100質量部に対して、例えば、3.0質量部以上8.0質量部以下、好ましくは5.0質量部以上6.0質量部以下の導電助剤を含んでいる。活物質層124についても同様である。 The amount of the conductive aid contained in the active material layer 120 (the active material layer 122 or the active material layer 124) can be appropriately determined according to the cycle characteristics of the battery 10, for example. The cycle characteristics of the battery 10 are improved as the amount of the conductive agent in the active material layer 120 is increased. The active material layer 122 contains, for example, 3.0 parts by mass or more and 8.0 parts by mass or less, preferably 5.0 parts by mass or more and 6.0 parts by mass or less with respect to the total mass of 100 parts by mass of the active material layer 120. Contains a conductive aid. The same applies to the active material layer 124 as well.

負極200は、集電体210及び活物質層220(活物質層222及び活物質層224)を含んでいる。集電体210は、第1面212及び第2面214を有している。第2面214は、第1面212の反対側にある。活物質層222は、集電体210の第1面212上にある。活物質層224は、集電体210の第2面214上にある。 The negative electrode 200 includes a current collector 210 and an active material layer 220 (an active material layer 222 and an active material layer 224). Current collector 210 has a first surface 212 and a second surface 214 . The second side 214 is opposite the first side 212 . The active material layer 222 is on the first surface 212 of the current collector 210 . An active material layer 224 is on the second surface 214 of the current collector 210 .

集電体210は、例えば、銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタン又はこれらの合金で形成させてもよい。集電体210の形状は、例えば、箔、平板又はメッシュにしてもよい。 Current collector 210 may be formed of, for example, copper, stainless steel, nickel, titanium, or alloys thereof. The shape of the current collector 210 may be, for example, foil, flat plate, or mesh.

活物質層220(活物質層222及び活物質層224)は、活物質及びバインダー樹脂を含んでいる。活物質層220は、必要に応じて、導電助剤をさらに含んでいてもよい。 The active material layer 220 (active material layer 222 and active material layer 224) contains an active material and a binder resin. The active material layer 220 may further contain a conductive aid as needed.

活物質層220(活物質層222及び活物質層224)に含まれる活物質は、例えば、リチウムを吸蔵する黒鉛、非晶質炭素、ダイヤモンド状炭素、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン等の炭素材料;リチウム金属、リチウム合金等のリチウム系金属材料;Si、SiO、SiO(0<x≦2)、Si含有複合材料等のSi系材料;ポリアセン、ポリアセチレン、ポリピロール等の導電性ポリマー材料等である。これらの物質は、単独で使用されてもよいし、又は組み合わせて使用されてもよい。一例において、活物質層220(活物質層222及び活物質層224)は、第1平均粒径を有する第1群の黒鉛粒子(例えば、天然黒鉛)及び第2平均粒径を有する第2群の黒鉛粒子(例えば、天然黒鉛)を含んでいてもよい。第2平均粒径は第1平均粒径より小さくてもよく、第2群の黒鉛粒子の総質量は、第1群の黒鉛粒子の総質量より小さくてもよく、第2群の黒鉛粒子の総質量は、第1群の黒鉛粒子の総質量100質量部に対して、例えば、20質量部以上30質量部以下であってもよい。 The active material contained in the active material layer 220 (the active material layer 222 and the active material layer 224) is, for example, a carbon material such as graphite that occludes lithium, amorphous carbon, diamond-like carbon, fullerene, carbon nanotube, and carbon nanohorn. Lithium-based metal materials such as lithium metal and lithium alloy; Si-based materials such as Si, SiO 2 , SiO x (0<x≦2), Si-containing composite materials; Conductive polymer materials such as polyacene, polyacetylene, polypyrrole, etc. is. These substances may be used alone or in combination. In one example, active material layer 220 (active material layer 222 and active material layer 224) includes a first group of graphite particles (eg, natural graphite) having a first average particle size and a second group having a second average particle size. of graphite particles (eg, natural graphite). The second average particle size may be smaller than the first average particle size, the total mass of the graphite particles in the second group may be smaller than the total mass of the graphite particles in the first group, and the total mass of the graphite particles in the second group may be smaller than the first average particle size. The total mass may be, for example, 20 parts by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total mass of the graphite particles in the first group.

活物質層220(活物質層222及び活物質層224)に含まれる活物質の密度は、例えば、1.2g/cm以上2.0g/cm以下、好ましくは1.3g/cm以上1.9g/cm以下、より好ましくは1.4g/cm以上1.8g/cm以下である。 The density of the active material contained in the active material layer 220 (active material layer 222 and active material layer 224) is, for example, 1.2 g/cm 3 or more and 2.0 g/cm 3 or less, preferably 1.3 g/cm 3 or more. It is 1.9 g/cm 3 or less, more preferably 1.4 g/cm 3 or more and 1.8 g/cm 3 or less.

集電体210の両面(第1面212及び第2面214)のうちの一方の面上の活物質層(活物質層222又は活物質層224)の厚さは、例えば電池10のレートに応じて適宜決定することができる。電池10のレートは、当該厚さが薄いほど高くなる。当該厚さは、例えば、60μm以下、好ましくは55μm以下、より好ましくは50μm以下である。 The thickness of the active material layer (active material layer 222 or active material layer 224) on one of both surfaces (first surface 212 and second surface 214) of current collector 210 may vary depending on the rate of battery 10, for example. can be determined as appropriate. The rate of the battery 10 increases as the thickness decreases. The thickness is, for example, 60 μm or less, preferably 55 μm or less, more preferably 50 μm or less.

集電体210の両面(第1面212及び第2面214)上の活物質層(活物質層222及び活物質層224)の厚さの合計は、例えば電池10のレートに応じて適宜決定することができる。電池10のレートは、当該厚さが薄いほど高くなる。当該厚さは、例えば、120μm以下、好ましくは110μm以下、より好ましくは100μm以下である。 The total thickness of the active material layers (active material layer 222 and active material layer 224) on both surfaces (first surface 212 and second surface 214) of current collector 210 is appropriately determined according to, for example, the rate of battery 10. can do. The rate of the battery 10 increases as the thickness decreases. The thickness is, for example, 120 μm or less, preferably 110 μm or less, more preferably 100 μm or less.

活物質層220(活物質層222及び活物質層224)は、例えば次のようにして製造可能である。まず、活物質及びバインダー樹脂を溶媒中に分散させてスラリーを調製する。溶媒は、例えば、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)等の有機溶媒であってもよいし、又は水であってもよい。次いで、このスラリーを集電体210の第1面212上に塗布し、スラリーを乾燥させ、必要に応じてプレスを実施して、集電体210上に活物質層220(活物質層222)を形成する。活物質層224も同様にして形成可能である。 The active material layer 220 (active material layer 222 and active material layer 224) can be manufactured, for example, as follows. First, an active material and a binder resin are dispersed in a solvent to prepare slurry. The solvent may be, for example, an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), or may be water. Next, this slurry is applied onto the first surface 212 of the current collector 210 , the slurry is dried, and if necessary, pressing is performed to form the active material layer 220 (active material layer 222 ) on the current collector 210 . to form The active material layer 224 can also be formed in a similar manner.

活物質層220(活物質層222及び活物質層224)に含まれるバインダー樹脂は、スラリーを得るための溶媒として有機溶媒を用いた場合、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等のバインダー樹脂にすることができ、スラリーを得るための溶媒として水を用いた場合、例えば、ゴム系バインダー(例えば、SBR(スチレン・ブタジエンゴム))又はアクリル系バインダー樹脂にすることができる。このような水系バインダー樹脂は、エマルジョン形態にしてもよい。溶媒として水を用いる場合、水系バインダー及びCMC(カルボキシメチルセルロース)等の増粘剤を併用することが好ましい。 The binder resin contained in the active material layer 220 (the active material layer 222 and the active material layer 224) is, for example, a binder resin such as polyvinylidene fluoride (PVDF) when an organic solvent is used as the solvent for obtaining the slurry. When water is used as the solvent for obtaining the slurry, it can be, for example, a rubber-based binder (eg, SBR (styrene-butadiene rubber)) or an acrylic binder resin. Such a water-based binder resin may be in the form of an emulsion. When water is used as the solvent, it is preferable to use an aqueous binder and a thickener such as CMC (carboxymethyl cellulose) in combination.

活物質層220(活物質層222又は活物質層224)に含まれるバインダー樹脂の量は、適宜決定することができる。活物質層222は、活物質層222の総質量100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上10.0質量部以下、好ましくは0.5質量部以上8.0質量部以下、より好ましくは1.0質量部以上5.0質量部以下、さらにより好ましくは1.0質量部以上3.0質量部以下のバインダー樹脂を含んでいる。活物質層224についても同様である。 The amount of binder resin contained in active material layer 220 (active material layer 222 or active material layer 224) can be determined as appropriate. The active material layer 222 is, for example, 0.1 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less, preferably 0.5 parts by mass or more and 8.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total mass of the active material layer 222. More preferably from 1.0 parts by mass to 5.0 parts by mass, still more preferably from 1.0 parts by mass to 3.0 parts by mass of a binder resin. The same applies to the active material layer 224 as well.

セパレータ300は、基材310及び絶縁層320(絶縁層322及び絶縁層324)を含んでいる。基材310は、第1面312及び第2面314を有している。第2面314は、第1面312の反対側にある。絶縁層322は、基材310の第1面312上にある。絶縁層324は、基材310の第2面314上にある。 Separator 300 includes base material 310 and insulating layer 320 (insulating layer 322 and insulating layer 324). Substrate 310 has a first side 312 and a second side 314 . The second side 314 is opposite the first side 312 . An insulating layer 322 is on the first side 312 of the substrate 310 . An insulating layer 324 is on the second side 314 of the substrate 310 .

図3に示す例において、セパレータ300は、基材310の両面(第1面312及び第2面314)上に絶縁層320(絶縁層322及び絶縁層324)を含んでいる。他の例において、セパレータ300は、基材310の両面(第1面312及び第2面314)のうちの一方の面上のみに絶縁層320を含んでいてもよい。 In the example shown in FIG. 3, separator 300 includes insulating layers 320 (insulating layer 322 and insulating layer 324) on both sides (first side 312 and second side 314) of substrate 310. In the example shown in FIG. In another example, separator 300 may include insulating layer 320 on only one of the two surfaces (first surface 312 and second surface 314) of substrate 310. FIG.

セパレータ300は、正極100及び負極200を電気的に絶縁させ、イオン(例えば、リチウムイオン)を透過させる機能を有している。セパレータ300は、例えば、多孔性セパレータにすることができる。 The separator 300 has a function of electrically insulating the positive electrode 100 and the negative electrode 200 and allowing ions (for example, lithium ions) to pass therethrough. Separator 300 can be, for example, a porous separator.

セパレータ300の形状は、正極100又は負極200の形状に応じて適宜決定することができ、例えば、矩形にすることができる。 The shape of the separator 300 can be appropriately determined according to the shape of the positive electrode 100 or the negative electrode 200, and can be rectangular, for example.

基材310は、耐熱性樹脂を含む樹脂層を含んでいることが好ましい。樹脂層は、耐熱性樹脂を主成分として含んでおり、具体的には、樹脂層の総質量100質量部に対して、50質量部以上、好ましくは70質量部以上、より好ましくは90質量部以上の耐熱性樹脂を含んでおり、樹脂層の総質量100質量部に対して100質量部の耐熱性樹脂を含んでいてもよい。樹脂層は、単層であってもよいし、又は二種以上の層であってもよい。 Base material 310 preferably includes a resin layer containing a heat-resistant resin. The resin layer contains a heat-resistant resin as a main component, and specifically, 50 parts by mass or more, preferably 70 parts by mass or more, more preferably 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total mass of the resin layer. The above heat-resistant resin is included, and 100 parts by mass of the heat-resistant resin may be included with respect to 100 parts by mass of the total mass of the resin layer. The resin layer may be a single layer or two or more layers.

耐熱性樹脂は、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ-m-フェニレンテレフタレート、ポリ-p-フェニレンイソフタレート、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、脂肪族ポリアミド、全芳香族ポリアミド、半芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリイミド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、フッ素系樹脂、ポリエーテルニトリル、変性ポリフェニレンエーテル等から選択される一種又は二種以上である。 Heat-resistant resins include, for example, polyethylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, poly-m-phenylene terephthalate, poly-p-phenylene isophthalate, polycarbonate, polyester carbonate, aliphatic polyamide, wholly aromatic polyamide, semi- Aromatic polyamide, wholly aromatic polyester, polyphenylene sulfide, polyparaphenylenebenzobisoxazole, polyimide, polyarylate, polyetherimide, polyamideimide, polyacetal, polyetheretherketone, polysulfone, polyethersulfone, fluorine resin, poly It is one or two or more selected from ether nitriles, modified polyphenylene ethers, and the like.

絶縁層320(絶縁層322及び絶縁層324)は、例えば以下のようにして製造可能である。まず、無機フィラー及び樹脂を溶媒中に分散させて溶液を調製する。溶媒は、例えば、水、エタノール等のアルコール類、N-メチルピロリドン(NMP)、トルエン、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)等である。次いで、基材310の第1面312上に溶液を塗布して絶縁層320(絶縁層322)を形成する。絶縁層324も同様にして形成可能である。 The insulating layer 320 (insulating layer 322 and insulating layer 324) can be manufactured, for example, as follows. First, an inorganic filler and a resin are dispersed in a solvent to prepare a solution. Examples of solvents include water, alcohols such as ethanol, N-methylpyrrolidone (NMP), toluene, dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), and the like. Next, a solution is applied on the first surface 312 of the base material 310 to form the insulating layer 320 (insulating layer 322). The insulating layer 324 can also be formed in a similar manner.

絶縁層320(絶縁層322及び絶縁層324)に含まれる無機フィラーを形成する材料は、例えば、水酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、ベーマイト、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化バリウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化鉄等から選択される一種又は二種以上である。例えば釘刺し試験の耐性を向上させる観点から、当該材料は、水酸化マグネシウムであることが好ましい。 Materials forming the inorganic filler contained in the insulating layer 320 (insulating layers 322 and 324) include, for example, magnesium hydroxide, aluminum oxide, boehmite, titanium oxide, silicon oxide, magnesium oxide, barium oxide, zirconium oxide, oxide It is one or more selected from zinc, iron oxide and the like. For example, from the viewpoint of improving the resistance of the nail penetration test, the material is preferably magnesium hydroxide.

絶縁層320(絶縁層322及び絶縁層324)に含まれる樹脂は、例えば、メタ系アラミド、パラ系アラミド等のアラミド(芳香族ポリアミド)系樹脂;カルボキシメチルセルロース(CMC)等のセルロース系樹脂;アクリル系樹脂;ポリビニリデンフロライド(PVDF)等のフッ素系樹脂;等である。これらの中でも、アラミド(芳香族ポリアミド)系樹脂が好ましく、メタ系アラミドがより好ましい。これらの物質は、単独で使用されてもよいし、又は組み合わせて使用されてもよい。 The resin contained in the insulating layer 320 (insulating layer 322 and insulating layer 324) includes, for example, aramid (aromatic polyamide) resin such as meta-aramid and para-aramid; cellulose resin such as carboxymethyl cellulose (CMC); acrylic system resin; fluororesin such as polyvinylidene fluoride (PVDF); Among these, aramid (aromatic polyamide)-based resins are preferred, and meta-aramid is more preferred. These substances may be used alone or in combination.

基材310の厚さは、適宜決定することができ、例えば、5.0μm以上10.0μm以下、好ましくは、6.0μm以上10.0μm以下にすることができる。 The thickness of the base material 310 can be determined as appropriate, and can be, for example, 5.0 μm or more and 10.0 μm or less, preferably 6.0 μm or more and 10.0 μm or less.

絶縁層322の厚さ及び絶縁層324の厚さの合計は、適宜決定することができ、例えば、10.0μm以上20.0μm以下、好ましくは、12.5μm以上17.5μm以下にすることができる。 The total thickness of the insulating layer 322 and the insulating layer 324 can be determined as appropriate. can.

セパレータ300の厚さは、適宜決定することができ、例えば、15.0μm以上30.0μm以下、好ましくは16.0μm以上27.5μm以下にすることができる。 The thickness of the separator 300 can be determined as appropriate, and can be, for example, 15.0 μm or more and 30.0 μm or less, preferably 16.0 μm or more and 27.5 μm or less.

図3に示す例では、正極100、負極200及びセパレータ300は、正極100の第1面112がセパレータ300の第2面314に対向し、かつ負極200の第2面214がセパレータ300の第1面312に対向するように、互いに重なっている。 In the example shown in FIG. 3 , the positive electrode 100 , the negative electrode 200 and the separator 300 are such that the first surface 112 of the positive electrode 100 faces the second surface 314 of the separator 300 and the second surface 214 of the negative electrode 200 faces the first surface 314 of the separator 300 . They overlap each other so as to face the surface 312 .

(実施例1)
以下のようにして電池10を製造した。
(Example 1)
A battery 10 was manufactured as follows.

正極100を次のようにして形成した。まず、以下の材料を有機溶媒に分散させてスラリーを調製した。
活物質:94.0質量部のリチウムニッケル含有複合酸化物(化学式:Li(Ni0.80Co0.15Al0.05)O
導電助剤:2.0質量部の球状黒鉛及び1.0質量部の鱗片状黒鉛
バインダー樹脂:3.0質量部のポリフッ化ビニリデン(PVDF)
次いで、このスラリーを15μmのアルミニウム箔(集電体110)の両面(第1面112及び第2面114)上に塗布し、スラリーを乾燥させ、プレスを実施して、活物質層120(活物質層122及び活物質層124)を形成した。活物質層122の活物質の密度は、3.35g/cmであり、活物質層122の厚さは、36.6μmである。活物質層124の活物質の密度は、3.35g/cmであり、活物質層124の厚さは、36.6μmである。
A positive electrode 100 was formed as follows. First, a slurry was prepared by dispersing the following materials in an organic solvent.
Active material: 94.0 parts by mass of lithium-nickel-containing composite oxide (chemical formula: Li ( Ni0.80Co0.15Al0.05 ) O2 )
Conductive agent: 2.0 parts by mass of spherical graphite and 1.0 parts by mass of flake graphite Binder resin: 3.0 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVDF)
Next, this slurry is applied on both sides (first surface 112 and second surface 114) of a 15 μm aluminum foil (current collector 110), the slurry is dried, and pressed to form an active material layer 120 (active material layer 120). A material layer 122 and an active material layer 124) were formed. The density of the active material of the active material layer 122 is 3.35 g/cm 3 and the thickness of the active material layer 122 is 36.6 μm. The density of the active material of the active material layer 124 is 3.35 g/cm 3 and the thickness of the active material layer 124 is 36.6 μm.

負極200を次のようにして形成した。まず、以下の材料を水に分散させてスラリーを調製した。
活物質:77.36質量部の天然黒鉛(平均粒径:16.0μm)及び19.34質量部の天然黒鉛(平均粒径:10.5μm)
導電助剤:0.3質量部の球状黒鉛
バインダー樹脂:2.0質量部のスチレン・ブタジエンゴム(SBR)
増粘剤:1.0質量部のカルボキシメチルセルロース(CMC)
次いで、このスラリーを8μmの銅箔(集電体210)の両面(第1面212及び第2面214)上に塗布し、スラリーを乾燥させ、プレスを実施して、活物質層220(活物質層222及び活物質層224)を形成した。活物質層222の活物質の密度は、1.55g/cmであり、活物質層222の厚さは、50.0μmである。活物質層224の活物質の密度は、1.55g/cmであり、活物質層224の厚さは、50.0μmである。
A negative electrode 200 was formed as follows. First, a slurry was prepared by dispersing the following materials in water.
Active material: 77.36 parts by mass of natural graphite (average particle size: 16.0 µm) and 19.34 parts by mass of natural graphite (average particle size: 10.5 µm)
Conductive agent: 0.3 parts by mass of spherical graphite Binder resin: 2.0 parts by mass of styrene-butadiene rubber (SBR)
Thickener: 1.0 part by weight of carboxymethylcellulose (CMC)
Next, this slurry is applied on both sides (first surface 212 and second surface 214) of an 8 μm copper foil (current collector 210), the slurry is dried, and pressed to form an active material layer 220 (active material layer 220). A material layer 222 and an active material layer 224) were formed. The active material density of the active material layer 222 is 1.55 g/cm 3 and the thickness of the active material layer 222 is 50.0 μm. The density of the active material of the active material layer 224 is 1.55 g/cm 3 and the thickness of the active material layer 224 is 50.0 μm.

セパレータ300を次のようにして形成した。まず、以下の材料を溶媒中に分散させて溶液を調製した。
無機フィラー:水酸化マグネシウム
樹脂:メタ系アラミド
次いで、この溶液を6.0μmのポリエチレンフィルム(基材310)の両面(第1面312及び第2面314)上に塗布して絶縁層320(絶縁層322及び絶縁層324)を形成した。絶縁層322の厚さ(8.0μm)及び絶縁層324の厚さ(8.0μm)の合計は、16.0μmである。
Separator 300 was formed as follows. First, the following materials were dispersed in a solvent to prepare a solution.
Inorganic filler: magnesium hydroxide Resin: meta-aramid Next, this solution is applied on both sides (first surface 312 and second surface 314) of a 6.0 μm polyethylene film (base material 310) to form an insulating layer 320 (insulating layer 320). A layer 322 and an insulating layer 324) were formed. The total thickness of the insulating layer 322 (8.0 μm) and the thickness of the insulating layer 324 (8.0 μm) is 16.0 μm.

積層体12を、図2に示すように、14個の正極100及び14個の負極200が交互に並び、かつセパレータ300がつづら折りに折り返されるように、形成した。 The laminate 12 was formed such that 14 positive electrodes 100 and 14 negative electrodes 200 were alternately arranged and the separators 300 were folded in a zigzag manner, as shown in FIG.

電池10を、図1に示すように、積層体12を電解液とともに外装材400に収容させて、製造した。電解液は、LiPFを含んでいる。 The battery 10 was manufactured by housing the laminate 12 together with the electrolytic solution in the exterior material 400 as shown in FIG. The electrolyte contains LiPF6 .

電池10について釘刺し試験を行った。具体的には、電池10のSOC(State Of Charge)につき満充電において、室温下で、直径3mmの釘(SUS304)を電池10の中央に80mm/sで刺した。以下の基準で電池10の釘刺し試験耐性を評価した。
◎:試験開始から3分後の時点で発火が観察されなかった
○:試験開始から3分未満に発火が観察されなかった(試験開始から3分後の時点で発火が観察された)
×:試験開始から10秒未満に発火が観察された
A nail penetration test was performed on the battery 10 . Specifically, when the SOC (State Of Charge) of the battery 10 was fully charged, a nail (SUS304) with a diameter of 3 mm was stuck into the center of the battery 10 at 80 mm/s at room temperature. Nail penetration test resistance of battery 10 was evaluated according to the following criteria.
◎: No ignition was observed 3 minutes after the start of the test ○: No ignition was observed within 3 minutes after the start of the test (ignition was observed 3 minutes after the start of the test)
×: Ignition was observed within 10 seconds from the start of the test

(実施例2)
実施例2は、基材310の厚さが9.0μmであり、かつ絶縁層322の厚さ(8.0μm)及び絶縁層324の厚さ(8.0μm)の合計が16.0μmである点を除いて、実施例1と同様とした。
(Example 2)
In Example 2, the thickness of the base material 310 is 9.0 μm, and the total thickness of the insulating layer 322 (8.0 μm) and the insulating layer 324 (8.0 μm) is 16.0 μm. It was the same as Example 1 except for the points.

(比較例1)
比較例1は、基材310の厚さが7.5μmであり、かつ絶縁層322の厚さ(3.75μm)及び絶縁層324の厚さ(3.75μm)の合計が7.5μmである点を除いて、実施例1と同様とした。
(Comparative example 1)
In Comparative Example 1, the thickness of the base material 310 is 7.5 μm, and the total thickness of the insulating layer 322 (3.75 μm) and the insulating layer 324 (3.75 μm) is 7.5 μm. It was the same as Example 1 except for the points.

(比較例2)
比較例2は、基材310の厚さが9.0μmであり、かつ絶縁層322の厚さ(6.0μm)及び絶縁層324の厚さ(6.0μm)の合計が12.0μmである点を除いて、実施例1と同様とした。
(Comparative example 2)
In Comparative Example 2, the thickness of the base material 310 is 9.0 μm, and the total thickness of the insulating layer 322 (6.0 μm) and the insulating layer 324 (6.0 μm) is 12.0 μm. It was the same as Example 1 except for the points.

表1は、実施例1、実施例2、比較例1及び比較例2のそれぞれの結果を示している。

Figure 0007198041000001
Table 1 shows the respective results of Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
Figure 0007198041000001

表1に示す結果は、基材310の厚さに対する絶縁層320の厚さの比に応じて釘刺し試験耐性の向上が可能なことを示唆する。具体的には、基材310の厚さに対する絶縁層320の厚さの比が大きいほど、釘刺し試験耐性は向上しているといえる。実施例2の結果(基材310の厚さに対する絶縁層320の厚さの比:約1.78)から、基材310の厚さに対する絶縁層320の厚さの比は、1.50以上にしてよいといえる。実施例1の結果(基材310の厚さに対する絶縁層320の厚さの比:約2.67)から、基材310の厚さに対する絶縁層320の厚さの比は、3.00以下にしてよいといえる。 The results shown in Table 1 suggest that the nail penetration test resistance can be improved according to the ratio of the thickness of the insulating layer 320 to the thickness of the substrate 310 . Specifically, it can be said that the higher the ratio of the thickness of the insulating layer 320 to the thickness of the base material 310 is, the more the nail penetration test resistance is improved. From the result of Example 2 (the ratio of the thickness of the insulating layer 320 to the thickness of the base material 310: about 1.78), the ratio of the thickness of the insulating layer 320 to the thickness of the base material 310 is 1.50 or more. It can be said that From the result of Example 1 (the ratio of the thickness of the insulating layer 320 to the thickness of the base material 310: about 2.67), the ratio of the thickness of the insulating layer 320 to the thickness of the base material 310 is 3.00 or less. It can be said that

基材310の厚さに対する絶縁層320の厚さの比に応じて釘刺し試験耐性の向上が可能な理由は、次のように推定される。釘刺し試験では、釘を介して正極100及び負極200が短絡して釘から熱が発生し得る。釘が貫通して留まっている領域の周辺において、基材310は、釘から発生する熱によって、釘から離れるように収縮し得るのに対して、絶縁層320は、基材310の収縮を抑え得る。仮に、絶縁層320が基材310の収縮を十分に抑えることができずに基材310(すなわち、セパレータ300全体)が収縮すると、釘の周辺において、正極100及び負極200が直接接触して発火し得る。これに対して、上述したように、基材310の厚さに対する絶縁層320の厚さの比が大きい場合(すなわち、基材310の厚さが小さく、絶縁層320の厚さが大きい場合)、基材310の収縮を絶縁層320によって抑えることができ、釘刺し試験耐性が向上し得る。 The reason why the nail penetration test resistance can be improved according to the ratio of the thickness of the insulating layer 320 to the thickness of the base material 310 is presumed as follows. In the nail penetration test, the positive electrode 100 and the negative electrode 200 are short-circuited through the nail, and heat can be generated from the nail. Around the area where the nail stays through, the substrate 310 may shrink away from the nail due to the heat generated by the nail, while the insulating layer 320 inhibits the shrinkage of the substrate 310 . obtain. If the base material 310 (that is, the entire separator 300) contracts because the insulating layer 320 cannot sufficiently suppress the contraction of the base material 310, the positive electrode 100 and the negative electrode 200 come into direct contact with each other around the nail and catch fire. can. On the other hand, as described above, when the ratio of the thickness of the insulating layer 320 to the thickness of the base material 310 is large (that is, when the thickness of the base material 310 is small and the thickness of the insulating layer 320 is large) , the shrinkage of the base material 310 can be suppressed by the insulating layer 320, and the nail penetration test resistance can be improved.

以上、図面を参照して本発明の実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、参考形態の例を付記する。
1. 正極又は負極として機能可能な電極と、
基材と、絶縁層と、を含むセパレータと、
を含み、
前記電極は、第1面及び前記第1面の反対側の第2面を有する集電体と、前記集電体の前記第1面上に位置し、60μm以下の厚さを有する活物質層と、を含み、
前記基材の厚さに対する前記絶縁層の厚さの比が1.50以上3.00以下である、電池。
2. 1.に記載の電池において、
前記絶縁層は、水酸化マグネシウムを含む、電池。
3. 1.又は2.に記載の電池において、
前記絶縁層は、芳香族ポリアミドをさらに含む、電池。
4. 1.から3.までのいずれか一つに記載の電池において、
前記正極は、活物質層を含み、
前記正極の前記活物質層は、前記正極の前記活物質層の総質量100質量部に対して5.0質量部以上の導電助剤を含む、電池。
5. 1.から4.までのいずれか一つに記載の電池において、
前記セパレータは、隣り合う前記正極及び前記負極の間に前記セパレータの一部分が位置するように、つづら折りに折り返されている、電池。
Although the embodiments and examples of the present invention have been described above with reference to the drawings, these are examples of the present invention, and various configurations other than those described above can be adopted.
Examples of reference forms are added below.
1. an electrode capable of functioning as a positive electrode or a negative electrode;
a separator including a base material and an insulating layer;
including
The electrode comprises a current collector having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and an active material layer positioned on the first surface of the current collector and having a thickness of 60 μm or less. and including
A battery, wherein the ratio of the thickness of the insulating layer to the thickness of the base material is 1.50 or more and 3.00 or less.
2. 1. In the battery described in
The battery, wherein the insulating layer contains magnesium hydroxide.
3. 1. or 2. In the battery described in
The battery, wherein the insulating layer further includes an aromatic polyamide.
4. 1. to 3. In the battery according to any one of
The positive electrode includes an active material layer,
The battery, wherein the active material layer of the positive electrode contains 5.0 parts by mass or more of a conductive aid with respect to 100 parts by mass of the total mass of the active material layer of the positive electrode.
5. 1. to 4. In the battery according to any one of
The battery, wherein the separator is folded back in a serpentine manner such that a portion of the separator is positioned between the adjacent positive and negative electrodes.

10 電池
12 積層体
100 正極
110 集電体
112 第1面
114 第2面
120 活物質層
122 活物質層
124 活物質層
130 第1リード
200 負極
210 集電体
212 第1面
214 第2面
220 活物質層
222 活物質層
224 活物質層
230 第2リード
300 セパレータ
310 基材
312 第1面
314 第2面
320 絶縁層
322 絶縁層
324 絶縁層
400 外装材
10 Battery 12 Laminated body 100 Positive electrode 110 Current collector 112 First surface 114 Second surface 120 Active material layer 122 Active material layer 124 Active material layer 130 First lead 200 Negative electrode 210 Current collector 212 First surface 214 Second surface 220 Active material layer 222 Active material layer 224 Active material layer 230 Second lead 300 Separator 310 Base material 312 First surface 314 Second surface 320 Insulating layer 322 Insulating layer 324 Insulating layer 400 Exterior material

Claims (5)

正極又は負極として機能可能な電極と、
基材と、前記基材の両面のうちの一方に位置する第1絶縁層と、前記基材の両面のうちの他方に位置する第2絶縁層と、を含むセパレータと、
を含み、
前記電極は、第1面及び前記第1面の反対側の第2面を有する集電体と、前記集電体の前記第1面上に位置し、60μm以下の厚さを有する活物質層と、を含み、
前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層は、無機フィラーと、樹脂と、を含み、
前記基材の厚さに対する前記第1絶縁層の厚さ及び前記第2絶縁層の厚さの合計の比が1.50以上3.00以下である、電池。
an electrode capable of functioning as a positive electrode or a negative electrode;
a separator comprising a substrate, a first insulating layer located on one of both surfaces of the substrate, and a second insulating layer located on the other of both surfaces of the substrate ;
including
The electrode comprises a current collector having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and an active material layer positioned on the first surface of the current collector and having a thickness of 60 μm or less. and including
The first insulating layer and the second insulating layer contain an inorganic filler and a resin,
A battery, wherein a ratio of the sum of the thickness of the first insulating layer and the thickness of the second insulating layer to the thickness of the base is 1.50 or more and 3.00 or less.
請求項1に記載の電池において、
前記無機フィラーを形成する材料の少なくとも1種が水酸化マグネシウムである、電池。
The battery of claim 1,
A battery , wherein at least one of the materials forming the inorganic filler is magnesium hydroxide.
請求項1又は2に記載の電池において、
前記樹脂の少なくとも1種が芳香族ポリアミドである、電池。
In the battery according to claim 1 or 2,
A battery , wherein at least one of the resins is an aromatic polyamide.
請求項1から3までのいずれか一項に記載の電池において、
前記正極は、活物質層を含み、
前記正極の前記活物質層は、前記正極の前記活物質層の総質量100質量部に対して5.0質量部以上の導電助剤を含む、電池。
In the battery according to any one of claims 1 to 3,
The positive electrode includes an active material layer,
The battery, wherein the active material layer of the positive electrode contains 5.0 parts by mass or more of a conductive aid with respect to 100 parts by mass of the total mass of the active material layer of the positive electrode.
請求項1から4までのいずれか一項に記載の電池において、
前記セパレータは、隣り合う前記正極及び前記負極の間に前記セパレータの一部分が位置するように、つづら折りに折り返されている、電池。
In the battery according to any one of claims 1 to 4,
The battery, wherein the separator is folded back in a serpentine manner such that a portion of the separator is positioned between the adjacent positive and negative electrodes.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7252014B2 (en) * 2019-03-08 2023-04-04 株式会社エンビジョンAescジャパン battery
CN112751137B (en) * 2020-12-30 2024-04-26 远景动力技术(江苏)有限公司 Method for setting diaphragm glue coating layer
WO2022158951A2 (en) 2021-01-25 2022-07-28 주식회사 엘지화학 Separator for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006313736A (en) 2005-04-05 2006-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Non-aqueous electrolyte secondary battery
WO2007052803A1 (en) 2005-11-07 2007-05-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrode for lithium rechargeable battery, lithium rechargeable battery, and process for producing said lithium rechargeable battery
JP2008258073A (en) 2007-04-06 2008-10-23 Ntt Facilities Inc Separator for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery using it, and manufacturing method of lithium ion secondary battery
WO2008156033A1 (en) 2007-06-19 2008-12-24 Teijin Limited Separator for nonaqueous secondary battery, method for producing the same, and nonaqueous secondary battery
JP2010033968A (en) 2008-07-30 2010-02-12 Nissan Motor Co Ltd Electrochemical device
JP2010194726A (en) 2009-02-23 2010-09-09 Nitto Denko Corp Porous composite film, method for producing the film, separator for battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery using the separator
JP2011210524A (en) 2010-03-30 2011-10-20 Sanyo Electric Co Ltd Stack type battery
JP4832430B2 (en) 2005-05-17 2011-12-07 帝人株式会社 Lithium ion secondary battery separator and lithium ion secondary battery
WO2013051416A1 (en) 2011-10-07 2013-04-11 日産自動車株式会社 Electrical device
WO2014148036A1 (en) 2013-03-19 2014-09-25 ソニー株式会社 Separator, battery, battery pack, electronic apparatus, electric vehicle, power storage device, and power system
JP2014199775A (en) 2013-03-29 2014-10-23 株式会社Gsユアサ Power storage element and car onboard storage battery system
JP2015022868A (en) 2013-07-18 2015-02-02 住友電気工業株式会社 Molten salt battery
JP2015069957A (en) 2013-10-01 2015-04-13 日立マクセル株式会社 Separator for lithium ion secondary battery and method for manufacturing the same, and lithium ion secondary battery and method for manufacturing the same
WO2015068325A1 (en) 2013-11-05 2015-05-14 ソニー株式会社 Battery, separator, electrode, paint, battery pack, electronic apparatus, electric vehicle, electricity storage device, and power system
JP2016015327A (en) 2007-05-10 2016-01-28 日立マクセル株式会社 Electrochemical element and manufacturing the same
JP2016139490A (en) 2015-01-26 2016-08-04 旭化成株式会社 Battery separator and nonaqueous electrolyte battery
JP2017091744A (en) 2015-11-06 2017-05-25 旭化成株式会社 Separator wound body for power storage device
JP2017152372A (en) 2016-02-24 2017-08-31 日東電工株式会社 Insulating tape
WO2018180145A1 (en) 2017-03-28 2018-10-04 日本電気株式会社 Secondary battery and manufacturing method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3953026B2 (en) * 2003-12-12 2007-08-01 松下電器産業株式会社 Electrode plate for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery and method for producing the same
JP4748136B2 (en) * 2007-10-03 2011-08-17 ソニー株式会社 Separator with heat-resistant insulating layer and non-aqueous electrolyte secondary battery
KR20120022722A (en) * 2010-04-27 2012-03-12 파나소닉 주식회사 Non-aqueous secondary battery and electrode assembly used therefor
JP6252841B2 (en) * 2013-11-25 2017-12-27 株式会社Gsユアサ Electricity storage element
EP3211687A1 (en) * 2016-02-24 2017-08-30 Nitto Denko Corporation Insulating tape

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006313736A (en) 2005-04-05 2006-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP4832430B2 (en) 2005-05-17 2011-12-07 帝人株式会社 Lithium ion secondary battery separator and lithium ion secondary battery
WO2007052803A1 (en) 2005-11-07 2007-05-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrode for lithium rechargeable battery, lithium rechargeable battery, and process for producing said lithium rechargeable battery
JP2008258073A (en) 2007-04-06 2008-10-23 Ntt Facilities Inc Separator for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery using it, and manufacturing method of lithium ion secondary battery
JP2016015327A (en) 2007-05-10 2016-01-28 日立マクセル株式会社 Electrochemical element and manufacturing the same
WO2008156033A1 (en) 2007-06-19 2008-12-24 Teijin Limited Separator for nonaqueous secondary battery, method for producing the same, and nonaqueous secondary battery
JP2010033968A (en) 2008-07-30 2010-02-12 Nissan Motor Co Ltd Electrochemical device
JP2010194726A (en) 2009-02-23 2010-09-09 Nitto Denko Corp Porous composite film, method for producing the film, separator for battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery using the separator
JP2011210524A (en) 2010-03-30 2011-10-20 Sanyo Electric Co Ltd Stack type battery
WO2013051416A1 (en) 2011-10-07 2013-04-11 日産自動車株式会社 Electrical device
WO2014148036A1 (en) 2013-03-19 2014-09-25 ソニー株式会社 Separator, battery, battery pack, electronic apparatus, electric vehicle, power storage device, and power system
JP2014199775A (en) 2013-03-29 2014-10-23 株式会社Gsユアサ Power storage element and car onboard storage battery system
JP2015022868A (en) 2013-07-18 2015-02-02 住友電気工業株式会社 Molten salt battery
JP2015069957A (en) 2013-10-01 2015-04-13 日立マクセル株式会社 Separator for lithium ion secondary battery and method for manufacturing the same, and lithium ion secondary battery and method for manufacturing the same
WO2015068325A1 (en) 2013-11-05 2015-05-14 ソニー株式会社 Battery, separator, electrode, paint, battery pack, electronic apparatus, electric vehicle, electricity storage device, and power system
JP2016139490A (en) 2015-01-26 2016-08-04 旭化成株式会社 Battery separator and nonaqueous electrolyte battery
JP2017091744A (en) 2015-11-06 2017-05-25 旭化成株式会社 Separator wound body for power storage device
JP2017152372A (en) 2016-02-24 2017-08-31 日東電工株式会社 Insulating tape
WO2018180145A1 (en) 2017-03-28 2018-10-04 日本電気株式会社 Secondary battery and manufacturing method thereof

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US20200136100A1 (en) 2020-04-30

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